"TSMC 넘는다"…'3나노' 자신감 보인 삼성전자, 이번주에 실력 입증할까

[아이뉴스24 장유미 기자] "삼성전자의 업력을 생각하면 대만 TSMC보다 3나노미터(㎚=10억분의 1ｍ) 공정 양산에 먼저 나서는 것은 대단한 일입니다. 이번 일이 TSMC의 아성을 무너뜨릴 추격의 발판이 될 것 같습니다."

국내 반도체 업계가 곧 발표할 예정인 삼성전자의 게이트올어라운드(GAA) 기반 3나노 공정을 두고 흥분을 감추지 못하고 있다. 파운드리(반도체 위탁 생산) 업계에선 세계 최초로, 업계 1위인 TSMC보다 6개월가량 빠르다.

26일 업계에 따르면 삼성전자는 이번주에 차세대 GAA 기반의 3나노미터 반도체 공정 양산을 공식 발표할 계획이다.

앞서 삼성전자는 올해 1분기 콘퍼런스콜 당시 "(2분기에) 파운드리는 3나노 공정을 세계 최초로 양산해 기술 리더십을 제고하는 한편, 미주와 유럽 등 글로벌 고객사 공급 확대에 주력하겠다"고 밝힌 바 있다.

GAA는 기존 핀펫(3D 구조화) 기술보다 칩 면적을 줄이고 소비 전력은 감소시키면서 성능은 높인 신기술로, 반도체 소형화와 고성능화를 함께 실현할 수 있다. 이재용 삼성전자 부회장은 지난달 조 바이든 미국 대통령의 평택 반도체 공장 방문 당시 한미 양국 정상에게 이 기술을 적용한 3나노 시제품을 소개해 주목 받았다.

업계 관계자는 "GAA 구조의 트랜지스터는 전류의 흐름을 보다 세밀하게 조정할 수 있다"며 "GAA 기술은 5~10나노 당시 기존 첨단 반도체에 쓰이던 공정 기술(핀펫)보다 트랜지스터를 소형화하는 과정에서 겪는 노광 기술의 한계나, 작아진 반도체 소자에서 발생할 수 있는 발열이나 전류 누설 같은 근본적인 문제를 해결할 수 있을 것으로 보인다"고 설명했다.

삼성전자는 이달 중 3나노 반도체 양산을 시작으로 내년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산에 착수하는 '초격차 기술' 전략을 펼친다는 방침이다. 이를 통해 TSMC와의 점유율 격차를 단기간에 따라잡겠다는 계획이다. TSMC는 올 하반기에 핀펫 기반 3나노 반도체를 양산할 예정으로, GAA 기술은 오는 2025년 2나노부터 적용할 것으로 알려졌다.

이번 일을 두고 업계에선 삼성전자의 파운드리 기술력이 예상보다 빨리 상당한 수준으로 올라왔다고 평가했다. 또 2030년까지 시스템 반도체 분야 1위 달성을 목표로 한 삼성전자의 '시스템 반도체 2030 비전' 달성도 3나노 공개를 기점으로 순항할 것으로 관측했다.

업계 관계자는 "파운드리 사업에 뛰어든지 40년 가까이 되는 TSMC에 비해 삼성전자가 업력이 짧고 에코시스템과 고객사가 탄탄하지 않은 데다 인력도 3분의 1수준 밖에 안되는 상황"이라며 "그럼에도 불구하고 GAA 기반 3나노 공정을 먼저 발표한다는 것은 대단한 일"이라고 평가했다.

이어 "원가 절감과 전력 효율성 증대에 대한 고객사들의 수요가 많은 만큼 반도체 생산 기술은 이를 구현하기 위해 결국 미세공정 쪽으로 갈 수밖에 없다"며 "TSMC와 삼성전자만 7나노 미만 공정을 구현하고 있는 상황에서 이번 일은 파운드리 업계에 상당한 파장을 가져다 줄 것"이라고 덧붙였다.

업계는 삼성전자가 계획대로 이달 중 3나노 반도체 양산에 나서면 TSMC와의 격차를 줄이는 데도 상당한 도움이 될 것으로 봤다. 대만 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 삼성전자의 시장 점유율은 지난해 4분기 18.3%에서 올해 1분기 16.3%로, 2%포인트 가량 하락했다. 반면 TSMC는 같은 기간 시장 점유율이 52.1%에서 53.6%로 증가했다. 지난해 4분기에 33.8%포인트 수준이던 두 회사의 점유율 격차는 올해 1분기 37.3%포인트로 더 벌어졌다.

삼성전자도 이번 일을 두고 자신감을 드러내고 있다. 최근 '3나노 공정 양산 시기 연기설'에 대해 곧바로 "계획대로 진행되고 있다"고 입장을 밝히며 부인한 것도 이의 일환이다.

또 삼성전자는 '3나노 공정' 발표를 기점으로 파운드리 주도권을 확보해 TSMC를 넘어서겠다는 포부도 내비쳤다. 특히 지난달에는 파운드리를 미래 먹거리로 지목하며 "삼성의 파운드리가 세계 1위로 성장할 경우 삼성전자보다 큰 기업이 국내에 추가로 생기는 것과 비슷한 경제적 효과"라고 설명해 눈길을 끌었다.